(57)【要約】【課題】  エンジン運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力の燃料噴射とを選択的に切り替えることを課題とする。【解決手段】  ノズル噴孔部として、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して直線状の燃料流を形成する第１噴孔入口流路３１と、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して旋回状の燃料流を形成する第２噴孔入口流路３２とをブッシュ３に形成している。そして、エンジンの運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合には、第１ニードルピース１のみをブッシュ３の第１シート面１１よりリフトさせて、第１噴孔入口流路３１のみを開放することで、高貫徹力の燃料噴射を得る。また、エンジンの運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合には、第２ニードルピース２のみをブッシュ３の第２シート面１２よりリフトさせて、第２噴孔入口流路３２のみを開放することで、低貫徹力の燃料噴射を得る。【選択図】  図１
2006083764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内燃機関の気筒内に燃料噴射を行う噴孔部を有する筒状のハウジングと、
（ｂ）前記内燃機関の運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力の燃料噴射形態とを選択的に切り替える噴射形態切替手段と
を備えた燃料噴射ノズルであって、
前記ハウジングは、第１、第２シート面を有し、
前記噴孔部は、前記第１シート面近傍で開口しており、高貫徹力の燃料噴射形態を得るために指向性の強い燃料噴霧を発生させる第１噴孔流路、および前記第２シート面近傍で開口しており、低貫徹力の燃料噴射形態を得るために拡散性の高い燃料噴霧を発生させる第２噴孔流路を有し、
前記噴射形態切替手段は、前記第１シート面に着座、離脱して前記第１噴孔流路を閉塞、開放する第１ニードルピースと、前記第２シート面に着座、離脱して前記第２噴孔流路を閉塞、開放する第２ニードルピースとを備え、
前記内燃機関の運転領域が高貫徹力を要求する領域である際に、前記第１ニードルピースのみを前記第１シート面より離脱させて、前記第１噴孔流路のみを開放すると共に、
前記内燃機関の運転領域が低貫徹力を要求する領域である際に、前記第２ニードルピースのみを前記第２シート面より離脱させて、前記第２噴孔流路のみを開放することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記噴射形態切替手段は、
前記内燃機関の運転領域が高貫徹力および低貫徹力を要求する領域である際に、前記第１、第２ニードルピースの両方を前記第１、第２シート面より離脱させて、前記第１、第２噴孔流路の両方を開放することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記第１噴孔流路は、前記ハウジングの内壁面で開口する第１噴孔入口流路を有し、
前記第２噴孔流路は、前記ハウジングの内壁面で開口する第２噴孔入口流路を有し、
前記第１、第２噴孔流路は、前記第１噴孔入口流路および前記第２噴孔入口流路の両方に、前記第１噴孔入口流路内を流れる燃料流と前記第２噴孔入口流路内を流れる燃料流とが合流する合流室を介して連通する噴孔出口流路を有していることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記合流室は、前記第１噴孔入口流路の軸線に対して、前記第２噴孔入口流路の軸線がオフセット配置された円形状空間であって、
前記第２噴孔入口流路内から前記円形状空間内に流入した燃料流は、前記円形状空間内で前記噴孔出口流路に向かう旋回流を形成することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記ハウジングは、前記噴孔出口流路が形成されたノズルボデー、および前記第１、第２噴孔入口流路が形成されたブッシュを有し、
前記ブッシュは、前記ノズルボデー内に圧入嵌合されており、
前記合流室は、前記ノズルボデーの内壁面と前記ブッシュの外壁面との間に設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。
【請求項６】
（ａ）内燃機関の気筒内に燃料噴射を行う噴孔部を有する筒状のノズルボデーと、
（ｂ）前記内燃機関の運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力の燃料噴射形態とを選択的に切り替える噴射形態切替手段と
を備えた燃料噴射ノズルであって、
前記ノズルボデーは、第１、第２シート面を有し、
前記噴孔部は、前記第１シート面近傍で開口しており、高貫徹力の燃料噴射形態を得るために指向性の強い燃料噴霧を発生させる第１噴孔流路、および前記第２シート面近傍で開口しており、低貫徹力の燃料噴射形態を得るために拡散性の高い燃料噴霧を発生させる第２噴孔流路を有し、
前記噴射形態切替手段は、前記第１、第２シート面に着座、離脱して前記第１、第２噴孔流路を閉塞、開放すると共に、前記第１、第２シート面に対して２段階にリフトすることが可能なノズルニードルを備え、
前記内燃機関の運転領域が低貫徹力を要求する領域である際に、前記ノズルニードルのリフト量を小さくして、前記第２噴孔流路のみを開放すると共に、
前記内燃機関の運転領域が高貫徹力を要求する領域である際に、前記ノズルニードルのリフト量を大きくして、前記第１、第２噴孔流路の両方を開放することを特徴とする燃料噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関の気筒内に燃料噴射を実施する燃料噴射ノズルに関するもので、特に燃料噴射ポンプにより加圧されて高圧化された燃料を、直接噴射式ディーゼルエンジン等の内燃機関の気筒内に噴射する燃料噴射ノズルに係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
近年、例えばディーゼルエンジンの排気ガス規制強化に対応し、エンジンより排出される排気ガスをクリーンにするためには、特に黒煙（スモーク）を代表とするディーゼルパティキュレートを低減するためには、燃料噴射ノズルの噴孔部から噴射される燃料を極限まで微粒化することが重要である。この燃料の微粒化を促進するためには、燃料の高噴射圧化と噴孔部の小噴孔径化とが有効であるが、ディーゼルエンジン用燃料噴射システムにおける高噴射圧化は限界に近づいており、小噴孔径化が進んでいる。
【０００３】
従来より、例えば直接噴射式ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射ノズルから噴射される燃料の燃焼特性は、噴霧粒径によって大きく影響を受ける。すなわち、噴霧粒径が小さい程燃料の着火性が向上して良好な燃焼が確保される。これにより、エンジンより排出される排気ガスをクリーンにすることができ、特に黒煙（スモーク）を低減することができ、エンジン出力や燃費も向上することができる。そして、燃料噴霧の微粒化を促進し、ディーゼル拡散燃焼を活発化させ、エンジンより排出される排気ガスをクリーンにする方法として、噴孔部の噴孔径の縮小化を図ることが考えられる。
【０００４】
しかし、単純に噴孔部の噴孔径の縮小化を図ると、燃料噴霧の微粒化は達成されるものの、噴射期間が長くなるため、長く緩慢な燃焼となり、逆にエンジン性能が悪化する現象、つまり噴射期間の増大化による黒煙（スモーク）の増加現象が生起する可能性がある。これに対して、燃料の噴射圧力を増加させることで、噴射期間を短縮できるが、コスト的にも、また、材料強度的にも、燃料噴射系全体にかかる負荷が大きくなってしまう。この問題を解決する方法として、噴孔部に、スワールがかかった状態で燃料を噴霧することが可能なスワール形成部を設けた燃料噴射ノズル（ホール型ノズル）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、燃料噴射は膜状噴射となるので、空気との混合が促進され、エミッションの改善に大きな効果がある。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、上記の特許文献１に記載の燃料噴射ノズルにおいては、ノズルボデーの構造上、噴孔部よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴霧の貫徹力が弱く、エンジンの運転領域が高負荷領域の時に貫徹力を可変して大きくすることが期待できないという問題が生じている。すなわち、エンジンの運転領域が（高速）高負荷領域では、高貫徹力の燃料噴射が望ましい。しかし、エンジンの運転領域が（低速）低負荷領域では、高貫徹力の燃料噴射よりも低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射を行った方が良好な燃焼状態を得ることができ、エンジンより排出される排気ガスをクリーンにすることができる。したがって、内燃機関の運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射とを切り替えることのできる燃料噴射ノズルの開発が望まれている。
【特許文献１】特開平１１−３２４８６８号公報（第１−７頁、図１−図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力の燃料噴射形態との両方を得ることが可能な燃料噴射ノズルにおいて、内燃機関の運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射とを選択的に切り替えることにより、内燃機関の運転領域に対応した良好な燃焼状態を得て、内燃機関より排出される排気ガスを更に浄化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射形態とを選択的に切り替える噴射形態切替手段を設けている。そして、内燃機関の気筒内に燃料噴射を行う噴孔部を有するハウジングを設けている。そして、その噴孔部に、第１シート面近傍で開口すると共に、指向性の強い燃料噴霧を発生させる第１噴孔流路、および第２シート面近傍で開口すると共に、拡散性の高い燃料噴霧を発生させる第２噴孔流路を設けることにより、第１噴孔流路を開放した場合には、高貫徹力の燃料噴射形態が得られ、また、第２噴孔流路を開放した場合には、低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射形態が得られる。そして、噴射形態切替手段として、第１シート面に着座、離脱して第１噴孔流路を閉塞、開放する第１ニードルピースと、第２シート面に着座、離脱して第２噴孔流路を閉塞、開放する第２ニードルピースとを設けている。
【０００８】
そして、内燃機関の運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合には、第１ニードルピースのみをハウジングの第１シート面より離脱（リフト）させて、第１噴孔流路のみを開放することで、高貫徹力の燃料噴射を実現できる。このように、高貫徹力の燃料噴射形態に切り替えられると、高貫徹力の燃料噴霧が形成されて、内燃機関の気筒内の狙った方向に遠くまで噴射され、内燃機関の気筒内の燃料噴射ノズルから遠い箇所に届き、良好な燃焼状態を確保することができる。
【０００９】
また、内燃機関の運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合には、第２ニードルピースのみをハウジングの第２シート面より離脱（リフト）させて、第２噴孔流路のみを開放することで、低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射を実現できる。このように、低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射形態に切り替えられると、低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴霧が形成されて、微粒化される。これにより、燃料の着火性が向上して良好な燃焼が確保されるため、内燃機関より排出される排気ガスをクリーンにすることができ、特に黒煙（スモーク）を低減することができ、内燃機関の出力や燃費も向上することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、内燃機関の運転領域が高貫徹力および低貫徹力を要求する領域である場合には、第１、第２ニードルピースの両方をハウジングの第１、第２シート面より離脱（リフト）させて、第１、第２噴孔流路の両方を開放することで、高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射とを実現できる。したがって、燃料噴射の直後から燃料噴霧の微粒化を促進でき、且つ高貫徹力の燃料噴霧を噴射することができる。すなわち、燃料噴霧を分散させることなく、内燃機関の気筒内の狙った方向に燃料噴霧を噴射させることができる。これによって、内燃機関の気筒内に噴射される燃料噴霧は、太くて長い燃料噴霧となり、内燃機関の気筒内全体に行き渡るので、内燃機関の気筒内の空気利用率を上げることができ、良好な燃焼を確保できる。これにより、内燃機関の気筒内の燃焼状態を改善できるので、内燃機関より排出される排気ガスをクリーンにすることができ、特に黒煙（スモーク）を低減することができ、内燃機関の出力や燃費も向上することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、上記の第１噴孔流路を、ハウジングの内壁面で開口する第１噴孔入口流路、およびこの第１噴孔入口流路に連通する噴孔出口流路によって構成しても良い。また、上記の第２噴孔流路を、ハウジングの内壁面で開口する第２噴孔入口流路、およびこの第２噴孔入口流路に連通する噴孔出口流路によって構成しても良い。そして、噴孔出口流路は、第１噴孔入口流路および第２噴孔入口流路の両方に、第１噴孔入口流路内を流れる燃料流と第２噴孔入口流路内を流れる燃料流とが合流する合流室を介して連通するように設けても良い。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、上記の合流室を、第１噴孔入口流路の軸線に対して、第２噴孔入口流路の軸線がオフセット配置された円形状空間としても良い。そして、第２噴孔入口流路内から円形状空間内に流入した燃料流は、円形状空間内で噴孔出口流路に向かう旋回流を形成するようにしても良い。また、請求項５に記載の発明によれば、上記のハウジングを、噴孔出口流路が形成されたノズルボデー、および第１、第２噴孔入口流路が形成されたブッシュ等によって構成しても良い。そして、ブッシュを、ノズルボデー内に圧入嵌合しても良い。また、上記の合流室を、ノズルボデーの内壁面とブッシュの外壁面との間に設けても良い。
【００１３】
請求項６に記載の発明によれば、ノズルニードルを、ノズルボデーの第１、第２シート面に対して２段階にリフトさせるようにしている。これにより、内燃機関の運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合には、ノズルニードルのリフト量を小さくして、第２噴孔流路のみを開放することで、低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射を実現できる。また、内燃機関の運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合には、ノズルニードルのリフト量を大きくして、第１、第２噴孔流路の両方を開放することで、高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射とを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態は、内燃機関の運転領域に対応した良好な燃焼状態を得て、内燃機関より排出される排気ガスを更に浄化するという目的を、高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力の燃料噴射形態との両方を得ることが可能な燃料噴射ノズルにおいて、内燃機関の運転領域に対応して、高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力（で、且つ高拡散性）の燃料噴射とを選択的に切り替えることで実現した。
【実施例１】
【００１５】
［実施例１の構成］
図１ないし図６は本発明の実施例１を示したもので、図１は内燃機関用燃料噴射ノズルのノズル噴孔部を示した図で、図２は内燃機関用燃料噴射ノズルの全体構成を示した図である。
【００１６】
本実施例の内燃機関用燃料噴射装置は、例えば自動車等の車両に搭載される多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）の各気筒（シリンダ）の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置（コモンレール式燃料噴射システム）であって、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール（図示せず）と、吸入調量弁（図示せず）を経由して加圧室内に吸入した燃料を加圧して高圧化し、この高圧燃料をコモンレールに圧送供給するサプライポンプ（燃料供給ポンプ：図示せず）と、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する複数のインジェクタ（図示せず）と、サプライポンプの吸入調量弁等のアクチュエータおよびインジェクタの電磁弁等のアクチュエータを電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）とを備えている。
【００１７】
なお、複数のインジェクタには、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒の燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射タイプの内燃機関用燃料噴射ノズル（以下燃料噴射ノズルと略す）と、ノズルニードル（弁体）を開弁方向に駆動する電磁弁等のアクチュエータとが設けられている。その燃料噴射ノズルは、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されており、エンジンの各気筒の燃焼室内に少なくとも高貫徹力の燃料噴射と低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射との両方を得ることが可能なノズル噴孔部を有するハウジングと、エンジンの運転領域に対応して高貫徹力の燃料噴射形態と低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射形態とを選択的に切り替える噴射形態切替手段と、図示しない第１、第２ニードル付勢手段としての第１、第２スプリングを収容するノズルホルダー（図示せず）と、ハウジングの密着面とノズルホルダーの密着面との間に配置されたチップパッキン（図示せず）と、このチップパッキンを介してハウジングの密着面とノズルホルダーの密着面とを所定の締結軸力によって締め付け固定するためのリテーニングナット（図示せず）とから構成されている。
【００１８】
本実施例の噴射形態切替手段は、ハウジングの第１、第２シート面１１、１２に着座、離脱してノズル噴孔部の第１、第２噴孔流路１３、１４を閉塞、開放する第１、第２シート部１５、１６を有するノズルニードルによって構成されている。そして、本実施例のノズルニードルは、ハウジングの中心軸線上に設置された第１ニードルピース１、およびこの第１ニードルピース１の軸線方向に対して直交する半径方向の外径側に設置された第２ニードルピース２を有している（図１ないし図６参照）。これらの第１、第２ニードルピース１、２は、ノズルニードルの軸線方向に対して直交する半径方向に２分割されている。
【００１９】
また、本実施例のハウジングは、少なくとも先端側の円錐状空間内に圧入嵌合されるブッシュ３、およびノズルニードルをその軸線方向に移動自在に収容するノズルボデー４を有している（図１ないし図６参照）。なお、第１ニードルピース１の外周面と第２ニードルピース２の内周面との間には、図示下方に燃料が流れる円筒状の第１燃料通路５が形成されている。また、第２ニードルピース２の外周面とブッシュ３の内壁面との間には、図示下方に燃料が流れる円筒状の第２燃料通路６が形成されている。
【００２０】
なお、ノズルボデー４には、密着面から油溜り室８へ延びる燃料送出路（以下燃料孔と言う）７が設けられている。また、ノズルホルダーには、継手部から密着面へ延びる燃料供給路（図示せず）が設けられている。また、チップパッキンには、ノズルボデー４の燃料孔７とノズルホルダーの燃料供給路とを連通する燃料中継路（図示せず）が設けられている。また、チップパッキンの端面には、第１、第２ニードルピース１、２の最大リフト量を規制する規制面が設けられている。そして、第１、第２ニードルピース１、２は、例えば炭素鋼等の金属材料によって略丸棒形状または略円筒形状に形成されて、ノズルホルダー内に収容された第１、第２スプリングの付勢力によってノズル噴孔部の第１、第２噴孔流路１３、１４を閉じる方向に常に付勢されている。
【００２１】
第１ニードルピース１は、ブッシュ３の内壁面に形成されたテーパ状の第１シート面１１に着座、離脱して、ノズル噴孔部の第１噴孔流路１３のみを閉塞、開放する小径（内側）ニードルである。この第１ニードルピース１の燃料流方向の下流側（図示下端側）の先端部には、円環状の稜線（エッジ）および円錐形状面が設けられており、円環状の稜線（エッジ）には、第１シート面１１に液密的に接触（着座）して第１燃料通路５とノズル噴孔部の第１噴孔流路１３との連通状態を遮断するための第１シート部１５が形成されている。また、第１ニードルピース１の開弁方向の移動（リフト）によって、第１シート部１５をブッシュ３の第１シート面１１から離脱（リフト）させた場合には、第１燃料通路５と第１噴孔流路１３とが連通状態（開放状態）となり、第１燃料通路５から第１噴孔流路１３へと燃料が流れる。
【００２２】
第１ニードルピース１は、単純な円柱面形状の径大部（図示せず）とこの径大部よりも外径が小さい単純な円柱面形状の径小部１７を有している。第１ニードルピース１の径大部は、第２ニードルピース２の軸方向孔１９の図示上部側に設けられる摺動孔（図示せず）内において摺動自在に保持されている。そして、第１ニードルピース１は、径小部１７と第２ニードルピース２の軸方向孔１９との間に所定のクリアランスを保って往復移動自在に収容されている。このクリアランスは、第２ニードルピース２に設けられた連通路（図示せず）から第１シート面１１へ延びる第１燃料通路５として利用されている。ここで、連通路は、第２ニードルピース２の軸線方向に対して直交する半径方向に、第２ニードルピース２の内周面と外周面とを連通するように貫通する燃料通路であって、油溜り室８および第２燃料通路６と第１燃料通路５とを連通する。そして、径大部と径小部１７との間には、円環状の段差部（図示せず）が設けられている。その段差部は、第１ニードルピース１のリフト開始時に、油溜り室８および第２燃料通路６に連通する第１燃料通路５内の燃料圧力を受ける燃料受圧面積となる。
【００２３】
第２ニードルピース２は、ブッシュ３の内壁面に形成されたテーパ状の第２シート面１２に着座、離脱して、ノズル噴孔部の第２噴孔流路１４のみを閉塞、開放する大径（外側）ニードルである。この第２ニードルピース２の燃料流方向の下流側（図示下端側）の先端部には、概略２段の円錐形状面が設けられており、それらの円錐形状面間に設けられる円環状の稜線（エッジ）には、ブッシュ３の内壁面に形成された第２シート面１２に液密的に接触（着座）して第２燃料通路６とノズル噴孔部の第２噴孔流路１４との連通状態を遮断するための第２シート部１６が形成されている。また、第２ニードルピース２の開弁方向の移動（リフト）によって、第２シート部１６をブッシュ３の第２シート面１２から離脱（リフト）させた場合には、第２燃料通路６と第２噴孔流路１４とが連通状態（開放状態）となり、第２燃料通路６から第２噴孔流路１４へと燃料が流れる。
【００２４】
第２ニードルピース２は、単純な円筒面形状の軸方向部２１とこの軸方向部２１よりも外径が小さい単純な円筒面形状の軸方向部２２との間に径小部２３を有している。なお、第２ニードルピース２の軸方向部２１は、ノズルボデー４の軸方向孔２４の図示上部側に設けられる摺動孔２５内において摺動自在に保持されている。また、軸方向部２１の図示上端面より軸方向に突出した凸状部２６の周りには、第１、第２ニードルピース１、２が最もリフトした際にチップパッキンの規制面に当接する円環状の肩部２７が形成されている。そして、第２ニードルピース２は、軸方向部２２とノズルボデー４の軸方向孔２４との間に所定のクリアランスを保って往復移動自在に収容されている。このクリアランスは、油溜り室８から第１、第２シート面１１、１２へ延びる第２燃料通路６として利用されている。そして、軸方向部２１と径小部２３との間には、円環状の段差部（図示せず）が設けられている。その段差部は、第２ニードルピース２のリフト開始時に、油溜り室８内の燃料圧力を受ける燃料受圧面積となる。
【００２５】
上記のような２分割型のノズルニードルの場合には、アクチュエータ（第１、第２ニードルピース１、２を開弁方向に駆動するニードル駆動手段）としての電磁弁を開弁駆動することによって第１、第２ニードルピース１、２と連動して動作する第１、第２コマンドピストンの背後（例えばノズルホルダーの後端部）に形成される第１、第２背圧制御室（図示せず）内の燃料圧力を増減することにより、第１、第２ニードルピース１、２が軸方向（図示上下方向）に往復移動するように構成することが可能である。
【００２６】
ブッシュ３は、例えば炭素鋼等の金属材料によって円錐筒形状に形成されている。ブッシュ３には、概略２段の円錐形状面が設けられており、これらの円錐形状面間には円環状の稜線（エッジ）が設けられている。そのブッシュ３は、ノズルボデー４の先端側に設けられる略円錐筒状部２９によって囲まれた略円錐状空間内に、ノズルボデー４の内壁面とブッシュ３の外壁面とが液密的に密着するように圧入嵌合されている。そして、ブッシュ３の内壁面には、燃料噴射終了時に第１、第２ニードルピース１、２の第１、第２シート部１５、１６が着座する逆円錐面形状（テーパ状）の第１、第２シート面１１、１２が形成されている。そのブッシュ３の第１シート面１１は、第２シート面１２よりも、ブッシュ３の先端側、つまりブッシュ３内を流れる燃料流方向の下流側（図示下端側）に設けられている。そして、第１シート面１１と第２シート面１２との間には、ブッシュ３の内部空間（略円錐状空間）側に突出する円環状の稜線（エッジ）が設けられている。すなわち、第１シート面１１のブッシュ３の軸線方向に対する第１傾斜（テーパ）角度は、第２シート面１２のブッシュ３の軸線方向に対する第２傾斜（テーパ）角度よりも急角度とされている。また、ブッシュ３には、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を噴射するためのノズル噴孔部が設けられている。
【００２７】
ノズルボデー４は、例えば炭素鋼等の金属材料によって略円筒形状に形成されている。そのノズルボデー４の先端側の略円錐筒状部２９には、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料を噴射するためのノズル噴孔部が設けられている。そして、ノズルボデー４の拡大部には、密着面よりノズル噴孔部側へと延びる軸方向孔２４が設けられ、その軸方向孔２４の図示上端側には、軸方向孔２４よりも孔径が窄められて、第１、第２ニードルピース１、２を摺動自在に保持するための摺動孔２５が設けられ、軸方向孔２４と摺動孔２５との間には、軸方向孔２４および摺動孔２５よりも孔径が拡げられた油溜り室８が設けられている。そのノズルボデー４には、チップパッキンを介してノズルホルダーの密着面に液密的に当接する密着面（ノズルボデー４の密着面）から油溜り室８へ斜めに延びる燃料孔７が設けられている。また、ノズルボデー４内には、摺動孔２５よりも孔径が拡げられた軸方向孔２４が形成され、その軸方向孔２４と第２ニードルピース２の軸方向部２２との間には、油溜り室８からノズル噴孔部側へ軸方向に真っ直ぐ延びる第２燃料通路６が形成されている。
【００２８】
本実施例のブッシュ３およびノズルボデー４のノズル噴孔部は、ブッシュ３の内壁面からノズルボデー４の外壁面までを連通するように設けられた第１、第２噴孔流路１３、１４を有している。第１噴孔流路１３は、高貫徹力の燃料噴射形態を得るために指向性の強い燃料噴霧を発生させる噴孔部である。また、第２噴孔流路１４は、低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射形態を得るために拡散性の高い燃料噴霧を発生させる噴孔部である。第１噴孔流路１３は、ブッシュ３の内壁面で開口する第１噴孔入口流路３１を有している。また、第２噴孔流路１４は、ブッシュ３の内壁面で開口する第２噴孔入口流路３２を有している。そして、第１、第２噴孔流路１３、１４は、第１噴孔入口流路３１および第２噴孔入口流路３２（のスワール溝３３）の両方に、第１噴孔入口流路３１内を流れる燃料流と第２噴孔入口流路３２内を流れる燃料流とが合流する合流室３４を介して連通する噴孔出口流路３５を有している。
【００２９】
ブッシュ３のノズル噴孔部のうちの第１噴孔入口流路３１は、ブッシュ３の第１シート面１１よりも燃料流方向の下流側の内壁面から外壁面（ノズルボデー４の内壁面に接触する面）までを、ブッシュ３の軸線方向に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して貫通している。この第１噴孔入口流路３１は、噴孔出口流路３５と同一軸心上に設けられており、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して直線状（直進状）の燃料流を形成することが可能な噴孔部である。なお、第１噴孔入口流路３１は、ブッシュ３の内壁面で開口しており、ブッシュ３の周方向に所定の間隔（例えば９０°の等間隔）で４個形成されている。ここで、第１噴孔流路１３を構成する噴孔出口流路３５の噴孔径をφＤ、第１噴孔流路１３を構成する第１噴孔入口流路３１、合流室３４および噴孔出口流路３５の軸線方向の全長をＬとしたとき、Ｌ／Ｄが大きい値である程、高貫徹力の燃料噴射形態を得ることができる。
【００３０】
ブッシュ３のノズル噴孔部のうちの第２噴孔入口流路３２は、ブッシュ３の第２シート面１２から外壁面（ノズルボデー４の内壁面に接触する面）に形成されたスワール溝３３までを、ブッシュ３の軸線方向に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して貫通している。この第２噴孔入口流路３２は、第１噴孔入口流路３１および噴孔出口流路３５の軸線方向に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して設けられている。なお、第２噴孔入口流路３２は、ブッシュ３の内壁面で開口しており、ブッシュ３の周方向に所定の間隔（例えば９０°の等間隔）で４個形成されている。これらの第１、第２噴孔入口流路３１、３２は、略円形状の断面を有し、合流室３４よりも燃料の流れ方向の上流側に設けられている。これらの第１、第２噴孔入口流路３１、３２は、ドリル等の工具によってブッシュ３の外壁面から内壁面までを連通するように穿設されている。
【００３１】
合流室３４は、第１噴孔入口流路３１の軸線に対して、第２噴孔入口流路３２のスワール溝３３の軸線がオフセット配置された円形状空間（スワール流形成部、スワール室）である。具体的には、スワール溝３３が合流室３４の接線方向に位置するように設けられている。これにより、第２噴孔入口流路３２のスワール溝３３内から合流室３４内に流入した燃料流は、合流室３４内で噴孔出口流路３５に向かう旋回流を形成することが可能となる。すなわち、第２噴孔入口流路３２（のスワール溝３３）および合流室３４は、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して旋回状の燃料流を形成することが可能な噴孔部である。なお、スワール溝３３および合流室３４は、ブッシュ３の外壁面とノズルボデー４の内壁面との間に設けられている。具体的には、スワール溝３３および合流室３４は、ブッシュ３の外壁面をドリル等の工具によって外径切削加工することによってブッシュ３の外壁面に凹状となるように形成されている。
【００３２】
ノズルボデー４のノズル噴孔部の噴孔出口流路３５は、ノズルボデー４の内壁面から外壁面（エンジンの各気筒の燃焼室内に露出する面）までを、ノズルボデー４の軸線方向に対して所定の傾斜角度だけ傾斜して貫通している。なお、噴孔出口流路３５は、ノズルボデー４の内壁面および外壁面で開口しており、ノズルボデー４の略円錐筒状部２９の周方向に所定の間隔（例えば９０°の等間隔）で４個形成されている。この噴孔出口流路３５は、略円形状の断面を有し、ブッシュ３の合流室３４よりも燃料の流れ方向の下流側に設けられている。この噴孔出口流路３５は、ドリル等の工具によってノズルボデー４の略円錐筒状部２９の外壁面から内壁面までを連通するように穿設されている。
【００３３】
ここで、ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭまたはスタンバイＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータと、サプライポンプの吸入調量弁へポンプ駆動電流を印加するポンプ駆動回路と、インジェクタの電磁弁へインジェクタ駆動電流を印加するインジェクタ駆動回路とが設けられている。そして、ＥＣＵのうちのＣＰＵは、クランク角度センサ等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度センサ等のエンジン負荷検出手段によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに対応して設定された基本噴射量（Ｑ）に、冷却水温センサによって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）や、燃料温度センサによって検出された燃料温度（ＴＨＦ）等の噴射量補正量を加算して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する演算機能（噴射量設定手段）を有している。
【００３４】
また、ＣＰＵは、エンジン回転速度（ＮＥ）と基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する演算機能（噴射時期設定手段）を有している。また、ＣＰＵは、燃料圧力センサ等の燃料圧力検出手段によって検出されたコモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧力：ＰＣ）と基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによってインジェクタの電磁弁の通電時間である指令噴射期間（ＴＱＦＩＮ）を算出する演算機能（噴射期間設定手段）を有している。そして、ＥＣＵに内蔵されたインジェクタ駆動回路は、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）から指令噴射期間（ＴＱＦＩＮ）が終了するまでの間、インジェクタの電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流を印加するように構成されている。
【００３５】
また、ＣＰＵは、エンジン回転速度（ＮＥ）と基本噴射量（Ｑ）または指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を算出する演算機能（燃料圧力設定手段）を有している。そして、ＥＣＵに内蔵されたポンプ駆動回路は、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差がなくなるようにサプライポンプの吸入調量弁に対して公知のＰＩＤ制御またはＰＩ制御によるフィードバック制御を行うように構成されている。
【００３６】
また、ＣＰＵは、エンジン回転速度（ＮＥ）、アクセル開度（ＡＣＣＰ）、エンジン負荷、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射期間（ＴＱＦＩＮ）等によってエンジンの運転領域を算出する演算機能（運転領域算出手段）を有している。そして、ＥＣＵに内蔵されたインジェクタ駆動回路は、エンジンの運転領域に基づいて、第１、第２ニードルピース１、２を互いに独立して開弁または閉弁できるように、インジェクタの電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流を印加するように構成されている。
【００３７】
ここで、ディーゼルエンジン用の燃料噴射ノズルは、例えばエンジンの運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合、すなわち、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が比較的大噴射量で、高速（または低速）高負荷領域（特に高負荷領域）の場合に、第１ニードルピース１のみをブッシュ３の第１シート面１１より離脱（リフト）させて、ブッシュ３のノズル噴孔部のうちの第１噴孔入口流路３１のみを開放するように構成されている。これにより、エンジンの各気筒の燃焼室内に、高貫徹力の燃料噴射形態を得ることが可能となる。
【００３８】
また、燃料噴射ノズルは、例えばエンジンの運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合、すなわち、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が比較的小噴射量で、低速（または高速）低負荷領域（特に低負荷領域）の場合に、第２ニードルピース２のみをブッシュ３の第２シート面１２より離脱（リフト）させて、ブッシュ３のノズル噴孔部のうちの第２噴孔入口流路３２のみを開放するように構成されている。これにより、エンジンの各気筒の燃焼室内に、低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射形態を得ることが可能となる。
【００３９】
また、燃料噴射ノズルは、例えばエンジンの運転領域が高貫徹力で、且つ高拡散性を要求する領域である場合、すなわち、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が比較的中噴射量で、中速（または高速または低速）中負荷領域（特に中負荷領域）の場合に、第１、第２ニードルピース１、２の両方をブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２より離脱（リフト）させて、ブッシュ３のノズル噴孔部の第１、第２噴孔入口流路３１、３２の両方を開放するように構成されている。これにより、エンジンの各気筒の燃焼室内に、高貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射形態を得ることが可能となる。
【００４０】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のディーゼルエンジン用の燃料噴射ノズルの作用を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。
【００４１】
サプライポンプより圧送供給された高圧燃料がコモンレールに蓄圧され、このコモンレールに蓄圧された高圧燃料が燃料管を経由して燃料噴射ノズルの燃料孔７に常時供給されている。この燃料孔７内に供給された高圧燃料は、油溜り室８を経由して、第２ニードルピース２の軸方向部２２とノズルボデー４の軸方向孔２４との間に形成される第２燃料通路６内に蓄えられる。また、燃料孔７内に供給された高圧燃料は、油溜り室８または第２燃料通路６から連通路を経由して、第１ニードルピース１の径小部１７と第２ニードルピース２の軸方向孔１９との間に形成される第１燃料通路５内に蓄えられる。ここで、図３（ａ）に示したように、第１、第２ニードルピース１、２が共にブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２より離脱（リフト）していない場合には、第１、第２ニードルピース１、２の第１、第２シート部１５、１６がブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２に着座することで、第１、第２燃料通路５、６とノズル噴孔部の第１、第２噴孔入口流路３１、３２との連通状態が遮断されているため、第１、第２燃料通路５、６から第１、第２噴孔入口流路３１、３２へ燃料は流れない。
【００４２】
また、例えばエンジンの運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合、すなわち、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が比較的大噴射量で、高速（または低速）高負荷領域（特に高負荷領域）の場合には、第１ニードルピース１のみをブッシュ３の第１シート面１１より離脱（リフト）させるように、電磁弁を開弁駆動して、第１ニードルピース１の後端部に作用する閉弁方向の燃料圧力を減少させることで、第１燃料通路５内の燃料圧力がノズルホルダー内に収容された第１スプリングの付勢力よりも上回る。これにより、図４（ａ）に示したように、第１ニードルピース１のみが、ブッシュ３の第１シート面１１から離脱（リフト）する。
【００４３】
この第１ニードルピース１の開弁方向の移動（リフト）によって、第１ニードルピース１の第１シート部１５がブッシュ３の第１シート面１１から離脱（リフト）する。このため、第１燃料通路５からノズル噴孔部に向かう燃料が、図４（ａ）に示したように、ブッシュ３のノズル噴孔部のうちの第１噴孔入口流路３１にのみ流れ込む。そして、第１噴孔入口流路３１内に流入した燃料は、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して直線状（直進状）の燃料流（主噴流）となって、噴孔出口流路３５から流出してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される。
【００４４】
この場合、得られる燃料噴霧は、高貫徹力の燃料噴霧（長くて指向性の強い燃料噴霧）となる。したがって、高貫徹力の燃料噴射（形態）が得られる。また、燃料噴射率は、従来型の燃料噴射ノズルと同等なものとなる。また、直線状（直進状）の燃料流（主噴流）を利用するため、流量係数は増加し、燃料噴射率は高くなる。
【００４５】
また、例えばエンジンの運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合、すなわち、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が比較的小噴射量で、低速（または高速）低負荷領域（特に低負荷領域）の場合には、第２ニードルピース２のみをブッシュ３の第２シート面１２より離脱（リフト）させるように、電磁弁を開弁駆動して、第２ニードルピース２の後端部に作用する閉弁方向の燃料圧力を減少させることで、第２燃料通路６内の燃料圧力がノズルホルダー内に収容された第２スプリングの付勢力よりも上回る。これにより、図５（ａ）に示したように、第２ニードルピース２のみが、ブッシュ３の第２シート面１２から離脱（リフト）する。
【００４６】
この第２ニードルピース２の開弁方向の移動（リフト）によって、第２ニードルピース２の第２シート部１６がブッシュ３の第２シート面１２から離脱（リフト）する。このため、第１、第２燃料通路５、６からノズル噴孔部に向かう燃料が、図５（ａ）に示したように、ブッシュ３のノズル噴孔部のうちの第２噴孔入口流路３２にのみ流れ込む。そして、第２噴孔入口流路３２内に流入した燃料は、第２噴孔入口流路３２のスワール溝３３を通過し、合流室３４へ送られる。このとき、燃料は合流室３４にて回転方向の流れを形成し、すなわち、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して旋回状の燃料流（スワール流）となって、噴孔出口流路３５から流出してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される。
【００４７】
この場合、得られる燃料噴霧は、低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴霧（拡散性の高い燃料噴霧）となる。したがって、低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射（形態）が得られる。また、旋回状の燃料流（スワール流）を利用するため、流量係数は低下し、燃料噴射率は低くなる。このニードルリフトパターンは、エンジンの気筒内圧力が比較的小さい低負荷領域だけでなく、主の燃料噴射（メイン噴射）に先立って実施されるパイロット噴射に使用しても良く、混合気を薄く広く形成させたい場合に用いても良い。
【００４８】
また、例えばエンジンの運転領域が高貫徹力で、且つ高拡散性を要求する領域である場合、すなわち、指令噴射量（ＱＦＩＮ）が比較的中噴射量で、中速（または高速または低速）中負荷領域（特に中負荷領域）の場合に、第１、第２ニードルピース１、２の両方をブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２より離脱（リフト）させるように、電磁弁を開弁駆動して、第１、第２ニードルピース１、２の後端部に作用する閉弁方向の燃料圧力を減少させることで、第１、第２燃料通路５、６内の燃料圧力がノズルホルダー内に収容された第１、第２スプリングの付勢力よりも上回る。これにより、図６に示したように、第１、第２ニードルピース１、２の両方が、ブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２から離脱（リフト）する。
【００４９】
これらの第１、第２ニードルピース１、２の開弁方向の移動（リフト）によって、第１、第２ニードルピース１、２の第１、第２シート部１５、１６がブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２から共に離脱（リフト）する。このため、第１、第２燃料通路５、６からノズル噴孔部に向かう燃料が、図６に示したように、ブッシュ３のノズル噴孔部の第１、第２噴孔入口流路３１、３２の両方に流れ込む。そして、第１噴孔入口流路３１内に流入した燃料は、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して直線状（直進状）の燃料流（主噴流）となって、噴孔出口流路３５から流出してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される。さらに、第２噴孔入口流路３２内に流入した燃料は、スワール溝３３を通過して合流室３４へ送り込まれ、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して旋回状の燃料流（スワール流）となって、噴孔出口流路３５から流出してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される。
【００５０】
この場合、得られる燃料噴霧は、主噴流による高貫徹力の燃料噴霧とスワール流による高拡散性の燃料噴霧とが組み合わされた燃料噴霧となる。したがって、高貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射（形態）が得られる。このニードルリフトパターンは、噴射流量が大きく、且つ広範囲に混合気を形成することが可能となるため、中負荷領域で使用することが望ましいが、高負荷領域で使用しても良い。また、第１、第２ニードルピース１、２の両方を、ブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２から離脱（リフト）させる場合、第１ニードルピース１と第２ニードルピース２との開弁期間または開弁時期や閉弁時期を変化させて、第１噴孔入口流路３１と第２噴孔入口流路３２との燃料流量を調節することで、噴孔出口流路３５から噴射される燃料の噴霧角度の大きさや貫徹力の大きさを調節しても良い。また、第１ニードルピース１と第２ニードルピース２との開弁期間または開弁時期や閉弁時期を変化させて、流量係数の異なる第１噴孔流路１３と第２噴孔流路１４の干渉によって、燃料噴射率を可変するようにしても良い。
【００５１】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のディーゼルエンジン用の燃料噴射ノズルにおいては、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料噴射を行うノズル噴孔部として、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して直線状（直進状）の燃料流（主噴流）を形成することが可能な第１噴孔入口流路３１と、噴孔出口流路３５の軸線方向に対して旋回状の燃料流（スワール流）を形成することが可能な第２噴孔入口流路３２（のスワール溝３３）および合流室３４とを、噴孔出口流路３５を形成したノズルボデー４の先端側に設けられる略円錐筒状部２９内に圧入嵌合されたブッシュ３に形成している。
【００５２】
そして、第１、第２ニードルピース１、２によって構成される２分割型のノズルニードルを選択的に開閉することによって、第１、第２噴孔入口流路３１、３２への燃料流の流入時期と燃料流量とを制御することにより、エンジンの運転領域（特にエンジン負荷領域）に対応して、主噴流のみによる燃料噴射形態と、スワール流のみによる燃料噴射形態と、主噴流とスワール流とを組み合わせた燃料噴射形態との切り替えを実施している。これによって、エンジンの運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合には、第１ニードルピース１のみをブッシュ３の第１シート面１１より離脱（リフト）させて、ノズル噴孔部のうちの第１噴孔入口流路３１のみを開放することで、主噴流のみによる高貫徹力の燃料噴射が得られるようになる。これによって、ノズル噴孔部の噴孔出口流路３５よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴霧は、細くて長い指向性の強い燃料噴霧となる。したがって、この燃料噴霧は、エンジンの各気筒の燃焼室内の狙った方向に遠くまで噴射され、エンジンの各気筒の燃焼室内の燃料噴射ノズルから遠い箇所に届くため、良好な燃焼状態を確保することができる。
【００５３】
また、エンジンの運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合には、第２ニードルピース２のみをブッシュ３の第２シート面１２より離脱（リフト）させて、ノズル噴孔部のうちの第２噴孔入口流路３２のみを開放することで、スワール流のみによる低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射が得られるようになる。これによって、ノズル噴孔部の噴孔出口流路３５よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴霧は、太くて短い拡散性の高い燃料噴霧となる。したがって、この燃料噴霧は、微粒化が促進されるため、燃料の着火性が向上して良好な燃焼が確保される。これにより、エンジンより排出される排気ガスをクリーンにすることができ、特に黒煙（スモーク）を低減することができ、エンジンの出力や燃費も向上することができる。
【００５４】
また、エンジンの運転領域が高貫徹力で、且つ高拡散性を要求する領域である場合には、第１、第２ニードルピース１、２の両方をブッシュ３の第１、第２シート面１１、１２より離脱（リフト）させて、ノズル噴孔部の第１、第２噴孔入口流路３１、３２の両方を開放することで、主噴流とスワール流とを組み合わせた高貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射が得られるようになる。これによって、ノズル噴孔部の噴孔出口流路３５よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴霧は、太くて長い高貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴霧となる。これによって、ノズル噴孔部の噴孔出口流路３５よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴霧は、エンジンの各気筒の燃焼室内全体に行き渡るので、エンジンの各気筒の燃焼室内の空気利用率を上げることができる。これにより、エンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される燃料噴霧とエンジンの各気筒の燃焼室内の空気との混合が促進されるため、燃料と空気とが効率良く混ぜ合わされ、燃料の着火性が向上して良好な燃焼を確保することができる。したがって、ノズル噴孔部の噴孔径を縮小することなく、しかも燃料の噴射期間や噴射圧力を増加することなく、エンジンの各気筒の燃焼室内の空気との混合を促進することで、燃料噴霧または燃料液滴を微粒化し、エンジンより排出される排気ガス中の黒煙（スモーク）を低減することができる。また、エンジンの各気筒の燃焼室内の燃焼状態を改善できるので、エンジンの排気ガス性能を向上でき、且つエンジンの出力や燃費も向上することができる。
【００５５】
また、スワール溝３３および合流室（スワール室）３４を、ノズルボデー４の先端側に設けられる略円錐筒状部２９内に圧入嵌合されたブッシュ３の外壁面に例えば外面切削加工や外面溝加工等により形成することにより、ブッシュ３とノズルボデー４とを一体化したハウジング（ノズル本体）の内部にスワール溝３３および合流室（スワール室）３４を設ける場合と比較して加工が容易となるので、高品質で、且つ高精度な燃料噴射ノズルを製造することができる。なお、スワール溝３３および合流室（スワール室）３４を、ノズルボデー４の略円錐筒状部２９の内壁面に例えば内面切削加工や内面溝加工等により形成しても良く、また、スワール溝３３および合流室（スワール室）３４を、ブッシュ３の外壁面およびノズルボデー４の略円錐筒状部２９の内壁面に形成しても良い。また、第２噴孔入口流路３２の流路壁面に螺旋状の溝加工を施して旋回状の燃料流を形成するようにしても良い。また、第１噴孔入口流路３１内を流れる燃料流と第２噴孔入口流路３２内を流れる燃料流とが合流する合流室３４をＴ字状またはＹ字状にしたり、第１、第２噴孔入口流路３１、３２の入口または出口にＲ形状の面取りを施したりしても良い。
【実施例２】
【００５６】
図７は本発明の実施例２を示したもので、図７（ａ）は小リフト時の燃料噴射ノズルを示した図で、図７（ｂ）は大リフト時の燃料噴射ノズルを示した図である。
【００５７】
本実施例の燃料噴射ノズルは、ノズルボデー（ハウジング）９の略円錐筒状部２９の内壁面に概略２段の円錐形状面よりなる第１、第２シート面（第１、第２円錐台面）１１、１２を設け、ノズルニードル（噴射形態切替手段）１０の先端側に第１、第２シート面１１、１２に液密的に接触（着座）するテーパ状の第１、第２シート部（第１、第２円錐形状面）１５、１６を設け、これらの第１、第２シート部１５、１６で開口する第１、第２噴孔流路１３、１４を設けて、ノズルニードル１０をノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２に対して２段階にリフトさせることで、エンジンの運転領域（特にエンジン負荷領域）に対応して、ノズル噴孔部より噴射される燃料噴射形態、およびノズル噴孔部の噴孔数（燃料噴射を行う噴孔数）を変更する可変噴孔ノズルである。
【００５８】
そのノズル噴孔部のうちの第１噴孔流路１３は、高貫徹力の燃料噴射形態を得るために指向性の強い燃料噴霧を発生させる噴孔部であって、また、ノズル噴孔部のうちの第２噴孔流路１４は、低貫徹力の燃料噴射形態を得るために拡散性の高い燃料噴霧を発生させる噴孔部である。そして、第１噴孔流路１３は、ノズルボデー９の第１シート面１１で開口する第１噴孔入口流路３１、およびこの第１噴孔入口流路３１のみに連通すると共に、ノズルボデー９の外壁面（エンジンの各気筒の燃焼室内に露出する面）で開口する第１噴孔出口流路４１を有している。また、第２噴孔流路１４は、ノズルボデー９の第２シート面１２で開口する第２噴孔入口流路３２、およびこの第２噴孔入口流路３２のみに連通すると共に、ノズルボデー９の外壁面（エンジンの各気筒の燃焼室内に露出する面）で開口する第２噴孔出口流路４２を有している。
【００５９】
また、第２噴孔流路１４は、第１噴孔流路１３よりもノズルボデー９の油溜り室８に連通する円筒状の燃料通路４３内を流れる燃料流方向の上流側に設けられている。また、第１、第２噴孔流路１３、１４は、ノズルボデー９の略円錐筒状部２９を斜めに貫通している。なお、ノズルボデー９の略円錐筒状部２９よりも先端側には、サックボリューム（サック室）４４を形成する円頂部４５が設けられている。そして、ノズルニードル１０は、軸方向部２２とノズルボデー９の軸方向孔２４との間に所定のクリアランスを保って往復移動自在に収容されている。このクリアランスは、油溜り室８から第１、第２シート面１１、１２へ延びる燃料通路４３として利用されている。
【００６０】
以上のように、燃料噴射ノズルとして、ノズルニードル１０が分離されていない可変噴孔ノズルを用いた場合においても、ノズルニードル１０をノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２に対して２段階にリフトさせることで、エンジンの運転領域（特にエンジン負荷領域）に対応して、スワール流のみによる燃料噴射形態と、主噴流とスワール流とを組み合わせた燃料噴射形態との切り替えを実施できる。ここで、例えばエンジンの運転領域が低貫徹力を要求する領域である場合には、図７（ａ）に示したように、ノズルニードル１０のリフト量を小さくして、ノズルボデー９の第２シート面１２とノズルニードル１０の第２シート部１６との間のクリアランスを非常に狭いクリアランスとする。この場合、第１噴孔流路１３の第１噴孔入口流路３１がノズルニードル１０の第１シート部１５によってシールされているが、燃料通路４３からノズルボデー９の第２シート面１２とノズルニードル１０の第２シート部１６との間のクリアランスを経由して第２噴孔流路１４の第２噴孔入口流路３２内に燃料が流入するため、スワール流のみによる低貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射が得られる。
【００６１】
また、例えばエンジンの運転領域が高貫徹力を要求する領域である場合には、図７（ｂ）に示したように、ノズルニードル１０のリフト量を大きくして、ノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２とノズルニードル１０の第１、第２シート部１５、１６との間のクリアランスを非常に広いクリアランスとする。この場合、燃料通路４３からノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２とノズルニードル１０の第１、第２シート部１５、１６との間のクリアランスを経由して第１、第２噴孔流路１３、１４の第１、第２噴孔入口流路３１、３２内に燃料が流入するため、主噴流とスワール流とを組み合わせた高貫徹力で、且つ高拡散性の燃料噴射が得られる。
【００６２】
また、エンジンの運転領域（エンジン負荷領域）が低貫徹力を要求する領域である際に、ノズルニードル１０をノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２より離脱（リフト）させて、第２噴孔流路１４を第１噴孔流路１３よりも優先的に開放するようにしても良い。この場合には、図７（ａ）に示したようなノズルニードル１０の小リフト時に、ノズルボデー９の第１シート面１１とノズルニードル１０の第１シート部１５との間の第１クリアランスよりも、ノズルボデー９の第２シート面１２とノズルニードル１０の第２シート部１６との間の第２クリアランスの方を広くすることで、燃料通路４３から第１噴孔流路１３の第１噴孔入口流路３１よりも第２噴孔流路１４の第２噴孔入口流路３２内に優先的に燃料が流入する。また、エンジンの運転領域（エンジン負荷領域）が高貫徹力を要求する領域である場合に、ノズルニードル１０をノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２より離脱（リフト）させて、第１噴孔流路１３を第２噴孔流路１４よりも優先的に開放しても良い。この場合には、図７（ａ）に示した第１、第２噴孔流路１３、１４を入れ換えることにより、燃料通路４３から第２噴孔流路１４の第２噴孔入口流路３２よりも第１噴孔流路１３の第１噴孔入口流路３１内に優先的に燃料が流入する。
【００６３】
［変形例］
本実施例では、本発明の燃料噴射ノズルを、サプライポンプから圧送された高圧燃料をコモンレール内に蓄圧し、このコモンレール内に蓄圧した高圧燃料を、エンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置（コモンレール式燃料噴射システム）に使用されるインジェクタ（例えば電磁式燃料噴射弁）の燃料噴射ノズルに適用した例を説明したが、本発明の燃料噴射ノズルを、列型燃料噴射ポンプや分配型燃料噴射ポンプ等の燃料噴射ポンプから油溜り室８および第１、第２燃料通路５、６内に直接圧送され、第１、第２燃料通路５、６内の燃料圧力が第１、第２スプリング等のニードル付勢手段の付勢力よりも大きくなると第１、第２ニードルピース１、２が開弁して、エンジンの各気筒の燃焼室内に燃料噴射する内燃機関用燃料噴射装置に使用される燃料噴射ノズルに適用しても良い。なお、インジェクタとして、圧電方式の燃料噴射弁を採用しても良い。また、本発明の燃料噴射ノズルを、ガソリンエンジン用のフューエルインジェクタの燃料噴射ノズルに適用しても良い。
【００６４】
本実施例では、本発明の燃料噴射ノズルを、直接噴射式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドに取り付けて燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に直接噴射する直接噴射タイプの燃料噴射ノズルに適用した例を説明したが、本発明の燃料噴射ノズルを、副燃焼室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドに取り付けて燃料をエンジンの各気筒の副燃焼室内に噴射するタイプの燃料噴射ノズルに適用しても良い。また、本実施例では、第１、第２噴孔流路１３、１４の断面形状を円形状としたが、第１、第２噴孔流路１３、１４の断面形状を多角形状、長円形状、楕円形状としても良い。また、本実施例では、ノズル噴孔部の第１、第２噴孔入口流路３１、３２を、ブッシュ３またはノズルボデー９の第１、第２シート面１１、１２で開口させているが、ノズル噴孔部の第１、第２噴孔入口流路３１、３２を、内部にサックボリューム（サック室）４４が形成される円頂部４５の内壁面で開口させても良い。
【００６５】
本実施例では、第１噴孔流路１３の第１噴孔入口流路３１を、第２噴孔流路１４の第２噴孔入口流路３２に対してブッシュ３の円錐台状部の燃料流方向の下流側に設けているが、第１噴孔流路１３の第１噴孔入口流路３１を、第２噴孔流路１４の第２噴孔入口流路３２に対してブッシュ３の円錐台状部の燃料流方向の上流側に設けても良い。また、複数個の第１噴孔流路１３の第１噴孔入口流路３１の出口をブッシュ３の円錐台状部の外壁面の同一円周上に設けているが、異ならせても良い。また、複数個の第２噴孔流路１４の第２噴孔入口流路３２の出口をブッシュ３の円錐台状部の外壁面の同一円周上に設けているが、異ならせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）はノズル噴孔部を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図２】内燃機関用燃料噴射ノズルの全体構成を示した断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は第１、第２ニードルピースの閉弁状態を示した説明図で、（ｂ）はブッシュの先端側を示した側面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は第１ニードルピースの開弁状態と第２ニードルピースの閉弁状態を示した説明図で、（ｂ）はブッシュの先端側を示した側面図である（実施例１）。
【図５】（ａ）は第１ニードルピースの閉弁状態と第２ニードルピースの開弁状態を示した説明図で、（ｂ）はブッシュの先端側を示した側面図である（実施例１）。
【図６】第１、第２ニードルピースの開弁状態を示した説明図である（実施例１）。
【図７】（ａ）は小リフト時の燃料噴射ノズルを示した断面図で、（ｂ）は大リフト時の燃料噴射ノズルを示した断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００６７】
１  第１ニードルピース（噴射形態切替手段、ノズルニードル）
２  第２ニードルピース（噴射形態切替手段、ノズルニードル）
３  ブッシュ（ハウジング）
４  ノズルボデー（ハウジング）
９  ノズルボデー（ハウジング）
１０  ノズルニードル（噴射形態切替手段）
１１  第１シート面
１２  第２シート面
１３  第１噴孔流路（噴孔部）
１４  第２噴孔流路（噴孔部）
１５  第１シート部
１６  第２シート部
３１  第１噴孔入口流路
３２  第２噴孔入口流路
３３  スワール溝
３４  合流室
３５  噴孔出口流路
４１  第１噴孔出口流路
４２  第２噴孔出口流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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